Tradycja ustna mówi, że w I poł. XVI w. kościół został przekazany miejscowym luteranom, a podczas najazdu szwedzkiego uległ spaleniu. Kościół odbudowano przy wsparciu ks. Sebastiana Grotowskiego. W poł. XVIII w. kościół był już murowany i pokryty dachówką, a obok stała drewniana dzwonnica z dwoma dzwonami. Obiekt ogrodzono płotem z desek. Na teren świątyni wiodły dwie bramy - z zachodu i z południa (Chamot 2000). We wnętrzu stały trzy ołtarze poświęcone Matce Boskiej Częstochowskiej, Św. Trójcy i Jezusowi. Do dyspozycji wiernych oddano czternaście ław ozdobionych herbami. Obok kościoła stanął dom kapelana i budynki gospodarcze. Nieopodal uprawiano także sad i ogród (Chamot 2000).
Po I. rozbiorze Polski obiekt przeszedł pod jurysdykcjĘ pruską. Ulegał stopniowej degradacji. Pod koniec XVIII w. dewastacja była już tak duża, że świątynię przekształcono w spichlerz, a potem w prochownię. W 1829 r. obiekt rozebrano, natomiast zachowana po nim parcela służyła jako skład drewna dla pobliskiego tartaku (Chamot 2000). Tak zakończył się niemal 250 letni, staropolski żywot świątyni pw. św. Trójcy.
W II. poł. XIX w. dynamiczny rozwój gospodarczy miasta stymulowany przez prężne funkcjonowanie Kanału Bydgoskiego oraz nowej linii kolejowej spowodował znaczny przyrost mieszkańców, w dużej mierze wyznania katolickiego. Wskutek tego zwiększyły się także potrzeby duszpasterskie. Jednym z promotorów budowy nowych świątyń był ks. Józef Choraszewski. Pod koniec XIX w. zakupił on działkę pod budowę kościoła, którego projekt powierzył bydgoskiemu budowniczemu Józefowi Święcickiemu. Budowlę zamierzano postawić w stylu neorenesansowym. Trójnawowy, czteroprzęsłowy korpus z transeptem miał być zwieńczony kopułą. Wnętrze planowano przykryć gwiaździstym sklepieniem. Koncepcja ta nie została jednak zrealizowana, podobnie jak i kolejna z 1902 r. przedłożona przez urzędnika Romana Ziemskiego. Przyjęto natomiast projekt z 1903 roku zaproponowany przez poznańskiego architekta Rogera Sławskiego (Sławski rozwinął projekt Ziemskiego). Kościół otrzymał układ trójnawowy, czteroprzęsłowy z prezbiterium zorientowanym ku północy. Od zachodu dostawiono wieżę zwieńczoną barokowym hełmem. Ceglaną fasadę utrzymano w formach neobarokowych. W 1906 roku abp. Edward Linkowski uzyskał zgodę na budowę kościoła św. Trójcy dla katolików polskich. Równocześnie zdecydowano o budowie kościoła Najświętszego Serca Pana Jezusa na Placu Piastowskim (ówcześnie Elisabethmarkt) dla katolików niemieckich (kościół ten służył katolikom niemieckim do 1920 r.). Projekt zmodyfikowano oraz powiększono planowaną pojemność wnętrza przyszłego kościoła do 3 tys. osób (podobno pierwotny projekt zaginął, wobec czego Roger Sławski wykonał nowy, bardziej reprezentacyjny projekt, który pod względem formalnym i estetycznym mógł z powodzeniem konkurować z wspomnianym kościołem dla katolików niemieckich).
Budowę świątyni rozpoczęto w 1910 r. a zakończono pod koniec 1912 r., toteż już wiosną roku następnego świątynia została konsekrowana przez biskupa sufragana gnieźnieńskiego Wilhelma Kloske. Pozostała część dzisiejszego kompleksu kościelnego sukcesywnie powstawała do lat 30. XX w. W latach 20. XX w. wnętrze przyozdobiono polichromią wykonaną przez malarzy Leona i Władysława Drapiewskich. Okna zostały przeszklone witrażami autorstwa Wiktora Gosieckiego. Jeszcze w 1911 r. zakupiono trzy dzwony o imionach Wojciech, Józef i Stanisław, a rok później w gotowej już świątyni zainstalowano 40 głosowe organy zbudowane przez Paula Voelknera.
Ciekawostką jest fakt, że 1921 r. sufragan poznański ks. St. Łukomski konsekrował w kościele ołtarz Matki Bożej Częstochowskiej, którego wykonanie powierzono profesorom i uczniom szkoły Przemysłu Artystycznego. Wykonali oni rzeźbiony ołtarz z drewna zaprojektowany przez dyrektora szkoły inż. K. Ulatowskiego. Wewnątrz ołtarza umieszczono Grób Pański z figurą Chrystusa autorstwa T. Giecewicza. Jak zapewniają administratorzy strony internetowej parafii św. Trójcy realizacja ta okazała się być pierwszym Sanktuarium MB Częstochowskiej w Bydgoszczy (www.trojca.info/historia).

Literatura
Chamot M., Kościół katolicki w Bydgoszczy w czasie zaborów. In. Kalendarz Bydgoski 2000.
Gołębiewski J., Parafia i kościół pod wezwaniem Świętej Trójcy. In. Kalendarz Bydgoski 1996.
Parafia Świętej Trójcy w Bydgoszczy [on line] http://www.trojca.info/historia/ (data dostępu: 20.05.2023)
Pastuszewski S., 1992, Pierwsze świątynie ewangelickie, Kalendarz Bydgoski 1992, s. 196-200.

Fotografia
Rafał G. Nowicki - Kościół Św. Trójcy w Bydgoszczy